DE19747840A1

DE19747840A1 - HV circuit breaker with tulip-shaped contact tip

Info

Publication number: DE19747840A1
Application number: DE1997147840
Authority: DE
Inventors: Lutz-Ruediger Dipl In Jaenicke; Joerg Dipl Ing Gorablenkow
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1997-10-20
Filing date: 1997-10-20
Publication date: 1999-05-06

Abstract

A high-voltage (HV) circuit breaker having a tulip-shaped contact tip (1), an insulating nozzle (2) and a cylindrical counter-contact tip (3) piercing the insulation nozzle in the switch-on state and dipping into the tulip-contact (1), and which shuts the narrow point (constriction) of the nozzle (4) in the switched-on state and during a starting phase of the switching- off process. An extension (5) juts out in the direction of the tulip-contact tip (1), relative to the cylindrical counter-contact tip (3), with the diameter of the extension (5) being less than that of the counter-contact tip (3).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungsleistungs schalter mit einem tulpenförmigen Kontaktstück, einer Iso lierdüse und einem im Einschaltzustand die Isolierdüse durch setzenden, in den Tulpenkontakt eintauchenden zylindrischen Gegenkontaktstück, welches im Einschaltzustand und während einer Anfangsphase des Ausschaltvorganges eine Düsenengstelle verschließt.The invention relates to high voltage power switch with a tulip-shaped contact piece, an iso lierdüse and one in the on state through the insulating nozzle setting cylindrical plunging into the tulip contact Counter contact piece, which in the on state and during an initial phase of the shutdown process a nozzle constriction closes.

Ein derartiger Hochspannungsleistungsschalter ist beispiels weise aus den US-Patentschriften 4 342 890 und 4 939 322 be kannt.Such a high-voltage circuit breaker is an example example from U.S. Patents 4,342,890 and 4,939,322 knows.

Bei den bekannten Hochspannungsleistungsschaltern ist vorge sehen, daß ein Teil des Gegenkontaktstücks die Engstelle der Isolierdüse verschließt, so daß sich in dem Zwischenraum zwischen dem tulpenförmigen Kontaktstück und der Isolierdüse durch einen dort brennenden Lichtbogen aufgeheiztes Löschgas unter hohem Druck sammeln kann. Nach einer Relativbewegung zwischen dem tulpenförmigen Kontaktstück und dem Gegenkon taktstück kann dann das Löschgas entweichen und soll durch seine Strömung den Lichtbogen löschen.In the known high-voltage circuit breakers is pre see that part of the mating contact piece is the bottleneck of the Isolating nozzle closes so that there is in the space between the tulip-shaped contact piece and the insulating nozzle extinguishing gas heated by an arc burning there can collect under high pressure. After a relative movement between the tulip-shaped contact piece and the counter cone tact piece can then escape the extinguishing gas and should its current extinguish the arc.

Bei den bekannten Leistungsschaltern ist das Gegenkontakt stück gestuft ausgebildet und der vorderste, dem tulpenförmi gen Kontaktstück zugewandte Bereich des Gegenkontaktstücks taucht im Einschaltzustand in das Tulpenkontaktstück ein und trägt eine Kontaktfläche für die Kontaktgabe. In the known circuit breakers, the counter contact is piece is graduated and the first one, the tulip-shaped area of the mating contact piece facing the contact piece plunges into the tulip contact piece when switched on and carries a contact surface for making contact.

Im Zuge des Ausschaltvorgangs wird einerseits die Düseneng stelle freigegeben, andererseits der Kontakt zwischen dem tulpenförmigen Kontaktstück und dem Gegenkontaktstück ge trennt. Das zeitliche Verhältnis dieser beiden Vorgänge kann durch die Länge bzw. Anordnung der abgestuften Bereiche des Gegenkontaktstücks bestimmt werden. Probleme können sich in der Bewegungsphase ergeben, wenn der die Kontaktfläche zur Kontaktgabe mit dem Tulpenkontakt tragende Teil des Gegenkon taktstücks, der beim Stand der Technik mit gegenüber der Düsenengstelle verringertem Durchmesser versehen ist, sich durch die Düsenöffnung bewegt. In dieser Phase ergeben sich schmale Spaltbereiche zwischen dem Gegenkontaktstück und dem Düsenkörper, die bei hoher elektrischer Feldbelastung zu Ent ladungsvorgängen führen können.In the course of the switch-off process, on the one hand the nozzle constriction place released, on the other hand the contact between the tulip-shaped contact piece and the counter contact piece ge separates. The temporal relationship between these two processes can by the length or arrangement of the graded areas of the Mating contact piece can be determined. Problems can arise in the movement phase if the contact surface to the Contact with the part of the countercon carrying the tulip contact clock piece, which in the prior art with compared to the Nozzle constriction with a reduced diameter is provided moved through the nozzle opening. In this phase arise narrow gap areas between the mating contact piece and the Nozzle body, the Ent can lead to charging processes.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochspannungsleistungsschalter derart auszubilden, daß einer seits das Gegenkontaktstück die Düsenengstelle beim Aus schaltvorgang möglichst lange verschließt, andererseits bei einer Relativbewegung des Gegenkontaktstücks zur Isolierdüse dielektrische Probleme vermieden werden.The present invention has for its object a Form high-voltage circuit breakers such that one on the other hand, the counter contact piece the nozzle constriction when off switching operation closes as long as possible, on the other hand a relative movement of the counter contact piece to the insulating nozzle dielectric problems can be avoided.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem zylindrischen Gegenkontaktstück in Richtung des Tulpenkon taktstücks eine Verlängerung vorgelagert ist, deren Durchmes ser geringer ist als die des Gegenkontaktstücks.The object is achieved in that the cylindrical counter contact piece in the direction of the tulip cone is an extension upstream, the diameter ser is less than that of the counter contact piece.

Unter dem Gegenkontaktstück wird in diesem Zusammenhang der Bereich verstanden, der die Düsenengstelle im Einschaltzu stand verschließt bis zu dem Bereich, der die zylindrische Kontaktfläche trägt, welche im Einschaltzustand mit dem Tulpenkontaktstück in Kontakt steht. Diesem letztgenannten Bereich ist die Verlängerung vorgelagert.In this context, under the counter contact piece Understood area that the nozzle constriction in the switch on stood closed up to the area that the cylindrical Contact surface carries, which in the on state with the Tulip contact piece is in contact. This latter The extension is upstream.

Durch die Verlängerung wird der Endbereich des Gegenkontakt stücks dielektrisch abgeschirmt, so daß auftretende Zwickel räume zwischen dem Gegenkontaktstück und der Düse, insbeson dere in deren Engstellenbereich nicht einer zu hohen dielek trischen Belastung durch das elektrische Feld ausgesetzt sind.The extension becomes the end area of the mating contact pieces of dielectric shielding, so that occurring gusset spaces between the mating contact piece and the nozzle, in particular not too high a dielectric in their constriction area exposed to the electrical field are.

Die Verlängerung schließt sich direkt an den kontaktgebenden Bereich des Gegenkontaktstücks an, sie kommt jedoch selbst nicht mit dem tulpenförmigen Kontaktstück in Berührung, da der Außendurchmesser der Verlängerung im Regelfall geringer ist als der Innendurchmesser des tulpenförmigen Kontakt stücks. Hierdurch ist auch eine Abnutzung der Verlängerung mit entsprechend möglicher Ausbildung von Abbrandspuren bzw. Rauhigkeiten verhindert, die ebenfalls zu dielektrischen Be lastungen führen könnte.The extension follows directly on the contact person Area of the mating contact piece, but it comes itself not in contact with the tulip-shaped contact piece, because the outer diameter of the extension is usually smaller is called the inner diameter of the tulip-shaped contact pieces. This will also wear the extension with corresponding possible formation of burn marks or Roughness prevented, which also leads to dielectric loading could lead to burdens.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die axiale Ausdehnung der Verlängerung wesentlich kleiner ist als der Abstand zwischen der Düsenengstelle und dem Tulpen kontakt.An advantageous embodiment of the invention provides that the axial extension of the extension is much smaller than the distance between the nozzle constriction and the tulips Contact.

Die Verlängerung kommt im Normalfall auch im Einschaltzustand nicht in unmittelbaren Kontakt mit dem Tulpenkontakt. Sobald die Kontaktfläche des Gegenkontaktstücks aus dem Tulpenkon takt herausgefahren ist, besteht somit kein leitender elek trischer Kontakt mehr zwischen dem Tulpenkontakt und dem Gegenkontaktstück. Durch eine kurze Ausbildung der Verlänge rung wird während des Ausschaltvorgangs nach der Aufgabe des galvanischen Kontaktes schnell eine ausreichende Isolier strecke zwischen dem Tulpenkontakt und der Verlängerung er reicht.The extension usually comes in the switched-on state not in direct contact with the tulip contact. As soon as the contact surface of the counter contact piece from the tulip cone there is no conductive elec tric contact more between the tulip contact and the Mating contact piece. Through a short training of the extensions during the switch-off process after the task of galvanic contact quickly sufficient insulation stretch between the tulip contact and the extension enough.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen beschrieben.Further advantageous embodiments of the invention are in described the other subclaims.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrie ben.In the following, the invention is illustrated by means of an embodiment shown in a drawing and then described ben.

Dabei zeigt die Figur schematisch als Ausschnitt aus der Un terbrechereinheit eines Hochspannungsleistungsschalters einen Teil eines Tulpenkontaktes, eines Gegenkontaktstückes und einer Isolierdüse.The figure shows a schematic section of the Un Breaker unit of a high-voltage circuit breaker one Part of a tulip contact, a counter contact piece and an insulating nozzle.

In der Figur sind im oberen Teil ein feststehendes Dauer stromkontaktstück 6 und ein feststehendes Gegenkontaktstück 3 dargestellt. Das feststehende Gegenkontaktstück 3 ist längs geteilt in zwei Versionen dargestellt, wobei die linke Hälfte entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgestaltet und mit einer Verlängerung 5 versehen ist, während die rechte Hälfte des Gegenkontaktstücks 3 in konventioneller Weise gestaltet ist.In the figure, a fixed permanent current contact piece 6 and a fixed mating contact piece 3 are shown in the upper part. The fixed mating contact piece 3 is shown divided longitudinally in two versions, the left half being designed according to the present invention and provided with an extension 5 , while the right half of the mating contact piece 3 is designed in a conventional manner.

Im unteren Teil der Figur ist ein antreibbares Dauerstromkon taktstück 7 dargestellt, das mit einer Isolierdüse 2 und mit einem antreibbaren Tulpenkontaktstück 1 fest verbunden und in Richtung der Pfeile 8, 9 im Zuge einer Ausschaltbewegung an treibbar ist.In the lower part of the figure, a drivable permanent Stromkon contact piece 7 is shown, which is firmly connected to an insulating nozzle 2 and with a drivable tulip contact piece 1 and can be driven in the direction of arrows 8 , 9 in the course of a switch-off movement.

Zur Durchführung einer Einschaltbewegung erfolgt die Bewegung entgegengesetzt der Pfeile 8, 9.To perform a switch-on movement, the movement takes place in the opposite direction to arrows 8 , 9 .

Das feststehende Gegenkontaktstück 3 ist stiftförmig, zylin drisch und als Vollmaterial ausgestaltet.The fixed counter-contact piece 3 is pin-shaped, cylindrical and designed as a solid material.

Das Gegenkontaktstück ist durchgehend und ohne Absatz zylin drisch gestaltet, so daß der Bereich, der im Einschaltzustand mit dem Tulpenkontakt 1 in Eingriff steht und die Kontakt fläche 10 trägt, denselben Durchmesser aufweist wie die übrigen Bereiche des Gegenkontaktstücks 3. Dadurch ver schließt auch der dem Tulpenkontakt 1 zugewandte Endbereich des Gegenkontaktstücks 3 noch die Düsenengstelle 4.The counter contact piece is designed continuously and without paragraph cylin drisch, so that the area which is in the switched on state with the tulip contact 1 and the contact surface 10 carries the same diameter as the other areas of the counter contact piece 3 . Characterized ver also the tulip contact 1 facing end portion of the counter-contact piece 3 includes even the nozzle throat. 4

Zur dielektrischen Entlastung dieses Bereichs beim Durchfah ren der Düsenengstelle 4 ist die vorgelagerte Verlängerung 5 vorgesehen, die als im wesentlichen zylindrischer oder teil weise kalottenförmiger Körper ausgebildet ist. Sie besteht aus einem lichtbogenfesten Material, beispielsweise aus Gra phit. Die Verlängerung kann beispielsweise in eine Bohrung des Gegenkontaktstücks eingepreßt sein. Sie kann aber auch aus demselben Material bestehen wie das Gegenkontaktstück.For dielectric relief of this area when driving through the nozzle constriction 4 , the upstream extension 5 is provided, which is designed as a substantially cylindrical or partially dome-shaped body. It consists of an arc-proof material, such as gra phit. The extension can, for example, be pressed into a bore in the mating contact piece. But it can also consist of the same material as the counter contact piece.

Kanten und Übergänge des Gegenkontaktstücks und der Verlänge rung sind vorteilhaft verrundet.Edges and transitions of the mating contact piece and the extensions tion are advantageously rounded.

Claims

1. High-voltage circuit breaker with a tulip-shaped contact piece ( 1 ), an insulating nozzle ( 2 ) and in the on state the insulating nozzle penetrating, in the tulip contact ( 1 ) immersed cylindrical counter-contact piece ( 3 ), which in the on state and during an initial phase of the switch-off process Nozzle constriction ( 4 ) closes, characterized in that the cylindrical counter-contact piece ( 3 ) in the direction of the tulip contact piece ( 1 ) is preceded by an extension ( 5 ) whose diameter is less than that of the counter-contact piece.

2. High-voltage circuit breaker according to claim 1, characterized in that the axial extent of the extension ( 5 ) is substantially smaller than the distance between the nozzle constriction ( 4 ) and the tulip contact ( 1 ).

3. High-voltage circuit breaker according to claim 1 or 2, characterized in that the axial extent of the extension ( 5 ) is smaller than its diameter.

4. High-voltage circuit breaker according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the extension ( 5 ) is substantially cylindrical.

5. High-voltage circuit breaker according to claim 1 or one of the following, characterized in that the transition region between the extension ( 5 ) and the mating contact piece ( 3 ) has a convex profile.

6. High-voltage circuit breaker according to claim 1 or one of the following, characterized in that the extension ( 5 ) consists of an arc-proof material.